Medpor自體組織化生物相容性研究

盛 陽，樊東力

Medpor自體組織化生物相容性研究

盛 陽，樊東力

目的觀察Medpor自體組織化后生物相容性的變化。方法 將Medpor補片植入SD大鼠腹部皮下進行自體組織化，4 w后將自體組織化Medpor補片取出備用，按隨機原則在背部左、右側分別植入自體組織化Medpor補片或普通Medpor補片。20處植入自體組織化Medpor補片為A組，20處植入普通Medpor補片為B組。植入2 w后取出補片，行石蠟包埋、切片、HE染色、CD31免疫組化染色及Masson染色，進行生物相容性的評價。結果HE染色、Masson染色觀察結果顯示，A組組織長入充滿補片孔隙，B組組織長入深度約為補片33%；CD31免疫組化染色結果顯示，植入后2 w，實驗組的微血管密度計數顯著大于對照組（P＜0.05）。結論Medpor補片自體組織化后再次植入機體靶向部位，可在較短時間內與機體組織建立緊密聯系，融合能力較普通Medpor補片強，對于早期血管化有一定的作用，提高了Medpor補片在血供缺乏部位的生物相容性。

Medpor補片；自體組織化；生物相容性；大鼠

耳廓再造的方法是一期植入擴張器，二期于術中放入支架，利用耳部擴張的皮膚覆蓋完成耳廓再造。目前使用肋軟骨作為支架為臨床上較廣泛使用的技術[1]。但手術會在供區產生永久性缺陷[2]，且移植軟骨有被吸收和變形的可能。因此，生物材料被考慮作為支架用于耳廓再造，Medpor就是其中較好的一種。但該材料仍存在一定問題，如耳部組織皮膚薄、血供差，不利于支架快速血管化[3]，增加了支架外露、感染的可能性。

Medpor補片具有相互交通的特殊孔結構[4]，這種多孔特性允許血管、軟組織長入，可減少感染發生率，提高材料與組織結合的強度[5]。新生血管長入支架孔隙，可降低支架外露、感染等并發癥風險。因此，快速和足夠的血管化是支架植入成功的必不可少的條件[6]。因此，本研究構建自體組織化Medpor補片模型，再移植到靶向部位，應用HE、Masson染色以及CD31免疫組織化學染色，觀察自體組織化材料的相關組織學變化，評價其生物相容性，為臨床應用提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 健康雌性成年SD大鼠20只，體質量200～250 g，由本院實驗動物中心提供，并統一進行三級飼養。動物生產合格證號：SCXK-（軍）2012-0013，SCXK（渝）2012-0005。

1.2 主要材料 Medpor補片(POREX公司，美國)；蘇木素伊紅（HE）染色試劑盒（武漢博士德生物有限公司，中國）；Masson染色試劑（福建邁新生物有限公司，中國）；CD31抗體（ab119339，abcam，英國）。

1.3 方法

1.3.1 Medpor補片自體組織化 將20只SD大鼠以3%戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉，固定，腹部備皮，消毒鋪巾，于腹部正中作約1 cm長切口，逐層分離，形成約3 cm×3 cm大小囊腔。將消毒備用Medpor補片（10 mm×10 mm×0.85 mm）植入囊腔，縫合、消毒，常規飼養。

1.3.2 對照實驗 補片植入腹部4 w后，20只大鼠全身麻醉，腹、背部備皮，消毒鋪巾，從大鼠腹部取出20塊自體組織化Medpor補片放入PBS液中備用。背部消毒鋪巾，在脊柱兩側2 cm處皮膚各作一長約1 cm切口，按隨機原則在背部左、右側分別植入自體組織化Medpor補片或普通Medpor補片，縫合傷口、消毒包扎。20處植入自體組織化Medpor補片為A組，20處植入普通Medpor補片為B組。

1.3.3 標本取材及處理 對照實驗2 w后，取出補片及周圍約1 mm范圍的皮下組織，進行石蠟包埋、切片、HE染色、Masson染色、免疫組化（CD31）染色。

1.4 觀察指標

1.4.1 組織形態學觀察 將取出補片及周圍組織，行石蠟切片，HE染色，光鏡下觀察相關組織學變化。

1.4.2 纖維化及膠原沉積 切片行Masson染色，光鏡下觀察補片及周圍組織纖維化及膠原沉積情況。

1.4.3 微血管密度 將切片免疫組織化學(CD31)染色后，光鏡下觀察孔隙內纖維化程度及微血管密度，血管內皮細胞經免疫組織化學染色后出現棕黃色顆粒定性為陽性著色。微血管密度判定標準：在50倍光鏡下找到血管密度較為集中的區域；于100倍光鏡下進行微血管數目計數，含有紅細胞的血管計為1個，取5個高倍視野下的微血管計算平均值，即為血管密度計數(microvessel density，MVD)。

1.5 統計學方法 應用SPSS20.0統計軟件進行數據統計分析，計量資料行正態性檢驗，當不滿足時，行對數正態變換，統計描述用x±s表示，組間比較用成組t檢驗，假設檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 形態學觀察 兩組大鼠生長狀態良好，傷口均未見異常。肉眼觀察，A組Medpor補片與周圍組織結合緊密牢固，外周可見致密透明纖維囊，表面有較多新生血管，內部可見大量組織長入；B組Medpor補片周圍可見透明致密膜形成，表面有微血管血管生成，內部有部分組織長入。

2.2 HE染色觀察 A組鏡下觀察可見組織長入充滿補片孔隙(圖1A)，補片外表面出現密集的纖維血管組織，其中含有較豐富的新生血管(圖1B)；B組組織長入深度約為補片1/3(圖1C)，補片外表面可見較為稀疏的纖維組織，其中新生血管較少((圖1D)。兩組補片外周均可見成纖維細胞層，由于邊緣刺激，成纖維細胞層在補片邊緣略有增加。無明顯炎癥細胞浸潤跡象。

圖1 植入2 w后，鏡下觀察組織長入及補片外表面新生血管情況（HE ×50和×100）

2.3 CD31免疫組化染色觀察 A組補片周圍呈CD31陽性染色的血管內皮細胞數量顯著增多，且分布較為均勻（圖2A）；B組補片周圍CD31陽性染色的血管內皮細胞略有增加，纖維組織淡染呈網狀結構（圖2B）。

2.4 Masson染色觀察 兩組補片外表面均有纖維囊包裹，膠原蛋白沉積于細胞層外。纖維血管組織由外表面向補片中心生長。A組組織填滿補片孔隙內部（圖3A）;B組組織細胞浸潤深度約為補片1/3（圖3B）。

2.5 微血管密度 植入后2 w，實驗組的微血管密度計數（7.10±1.85）顯著大于對照組(3.10±0.74)（t= 3.7862，P<0.01）。

3 討論

耳廓再造的方法是一期植入擴張器，二期于術中放入支架，再利用耳部擴張的皮膚作為覆蓋物完成耳廓再造。因肋軟骨屬自體組織，不發生排斥反應，故仍為目前最經典和廣泛使用的支架。但這種手術方式也有諸多缺陷，如供區在術后產生永久性缺陷，可能發生軟骨吸收、扭曲變形等。

圖2 植入2 w后，CD31陽性染色的血管內皮細胞數量（免疫組織化學染色 ×100）

圖3 植入2 w后，組織長入及微血管情況（Masson染色 ×50）

Medpor補片已成功地應用于各種面部骨骼的重建和改善。它的優點是：（1）具有良好生物相容性，其特殊孔型結構允許血管、軟組織長入，減少感染發生率，提高材料與組織的結合強度；（2）具有較好硬度的同時兼顧了可塑性，易于雕刻，再造耳廓外形逼真；（3）不吸收，長期結構穩定。在耳再造術中，快速和足夠的血管化是支架植入成功的必不可少的條件，然而，耳部覆蓋組織薄，血供較差，不利于快速血管化，易導致支架植入失敗。因此，改善支架早期血管化是現階段研究的重點。

目前改善生物支架血管化方法有多種，如將特定的生長因子或特定細胞涂抹于支架表面。在重建顯微外科中發展出預制的方法，在此方法中，支架被植入比缺陷位置更能促進新生血管生成的 “供區”組織。經過一段時間預植后，擁有廣泛血管網絡的支架將會被轉移到“受區”組織[7]。由于自體細胞將材料自體組織化，可避免產生免疫排斥反應。

本實驗將Medpor補片預先埋植于大鼠皮下，構建自體組織化Medpor模型，取出后移植到靶向部位。隨后應用HE、Masson染色以及CD31免疫組織化學染色，通過組織學分析，觀察自體組織化的血管化效果，評價其生物相容性。根據前期實驗，Medpor補片植入后1 w，組織長入深度約為0.1 mm，2 w時為0.6 mm，4 w時組織充滿材料孔隙，達到實驗中所需的充分組織化要求。故本實驗Medpor補片自體組織化時間為4 w。血管生成是由血管生成誘導因子和抑制因子共同介導的一個多細胞參與的多步驟過程。CD31在血管內皮細胞中高度表達，而在淋巴管內皮細胞中則不然。CD31已被證實為敏感的血管內皮細胞特異性標記，是血管生成的一個較為敏感的指標。免疫組化研究使用這些指標來比較植入物內血管生成情況。

本實驗結果表明，A組Medpor補片與周圍組織結合緊密牢固，內部可見大量組織長入，表面纖維組織含有較豐富的新生血管；B組Medpor補片表面纖維組織稀疏，新生血管較少。免疫組化研究結果顯示，A組MVD值顯著大于B組。表明自體組織化Medpor補片植入靶向部位2 w后即可與機體組織建立緊密聯系，融合能力較普通Medpor補片強，生物相容性好。

本實驗所采用的自體組織化方法簡便易行，可操作性強，便于臨床推廣，手術效果佳，但需要二次手術，存在相應的風險，且成本偏高，手術周期長。在整形外科耳廓再造術中，患者預先埋入擴張器，如同時進行支架自體組織化，可能會減少二期手術后由于組織薄血供差，支架出現外露、感染、移位的情況。總的來說，材料自體組織化的方法對臨床工作具有參考意義，但具體細節尚需進一步的動物實驗和臨床試驗驗證。

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Establishment and biocompatibility of ectopic prefabricated vascularized porous polyethylene(Medpor)

Sheng Yang,Fan Dongli Department of Plastic and Cosmetic Surgery,Xinqiao Hospital of the Third Military Medical University, Chongqing,400037,China

ObjectiveTo observe the changes in the biocompatibility of ectopic prefabricated vascularized porous polyethylene (Medpor).MethodsMedpor patches were randomly implanted into the abdomen of 20 rats subcutaneously for the establishment of ectopic prefabricated vascularization.Four weeks later,Medpor patches with ectopic prefabricated vascularization were taken out.Those Medpor patches or ordinary Medpor patches were randomly implanted into the right or left side of the back.The 20 sides implanted with ectopic prefabricated vascularized Medpor patches were group A,and the other 20 sides implanted with normal Medpor patches were group B.Two weeks after the implantation,the patches were taken out and received paraffin imbedding,slicing,HE staining,CD31 immunohistochemical staining,and Masson staining.The biocompatibility was evaluated.ResultsHE and Masson staining results demonstrated that group B showed partial fibrovascularization extended toward the center of the implants(33%),while group A showed fibrovascularization extended to the center of the implants(100%).The CD31 immunohistochemical staining showed two weeks after the implantation,the microvessel density of group B was significantly less than that of group A (P＜0.05).ConclusionConnection between porous polyethylene (Medpor)and surrounding tissues can be established quickly after ectopic prefabricated vascularization. Ectopic prefabricated vascularized Medpor can increase the biocompatibility of the parts where blood supply is weak.

Medpor;ectopic prefabricated vascularization;biocompatibility;rat

R 318/617

A

1004-0188（2016）04-0367-04

10.3969/j.issn.1004-0188.2016.04.007

2016-01-24）

400037重慶，第三軍醫大學新橋醫院整形美容科